CN102117348B - 一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法 - Google Patents
一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102117348B CN102117348B CN 200910312877 CN200910312877A CN102117348B CN 102117348 B CN102117348 B CN 102117348B CN 200910312877 CN200910312877 CN 200910312877 CN 200910312877 A CN200910312877 A CN 200910312877A CN 102117348 B CN102117348 B CN 102117348B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- density
- piecemeal
- default
- lower limit
- difference
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 title abstract 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 title abstract 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法，属于集成电路制造工艺和版图设计技术领域。本发明提供的方法通过预设分块密度下限和预设允许密度波动值，并将版图划分等大小的分块，然后利用设计规则检查工具决定每个分块的密度。首先将每个分块密度调整到密度下限以上，再通过将每一分块的密度与周围相邻分块密度差限制在预设允许波动值范围以内，从而减小了不同分块之间的密度差异，提高版图上金属线密度的均匀性，实现更好的平整性，提高了芯片质量。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造工艺和版图设计技术领域，具体涉及一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法。
背景技术
通常来说，集成电路的制造过程中涉及一系列的分层过程，在这些过程中，金属，电解质，和其他材料被施加到硅片的表面，以形成分层的互连结构。集成电路通常包括多层电路，每一层电路之间又有多条穿过多个用金属填充通孔相连的层的金属线。因此，在制造过程中一个关键的步骤在于形成互连结构，该结构将集成电路的各层之间连接起来，使得集成电路具有很高的复杂性和电路密度。
按照摩尔定律，集成电路制造技术以每18个月集成度提高一倍的速度发展，但当集成电路的特征尺寸降到90nm以下的时候，集成电路(Integrated Circuit，IC)制造技术遇到了空前的挑战。尤其在65nm和45nm的半导体器件制造过程中，为了避免降低多层制造工艺过程中的良品率，在每一层的制造中，使电路表面具有较好的平整度是十分重要的。如果电路层表面的平整度不够好，势必会影响到光刻中所要求的聚焦深度水平，从而降低良品率。平整度较好的电路可以确保金属互连结构在整个成型步骤中不会变形。
为了获得制造多层集成电路所必须的平整度，使用化学机械抛光工艺来使得互连介质层形貌平坦化。一般来说，化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)工艺是一种研磨工艺，其借助抛光液的化学腐蚀作用以及超微粒子的研磨作用在被研磨的介质表面上形成光洁平坦表面，被公认为是超大规模集成电路阶段最好的材料全局平坦化方法。
在过去的十年里，CMP一直都是多层金属工艺过程中的重要平坦化方法。然而，由于CMP过程之后的表面厚度通常依赖底层的图案密度，因此而产生的变化可大于30％。CMP所带来的两个重要问题是金属蝶形和氧化层侵蚀。造成这两个问题的原因是版图图形特征，如金属密度、金属线宽和线间距。
冗余金属填充作为版图后期处理的一个过程，可以用来减少由于图案依赖性引起的CMP平整度问题。在CMP过程之前，将冗余金属填充物填到晶片上，从而使得IC芯片图案的密度更加均匀。
随着工艺节点的不断减小，电路中的单元越来越精细，如何在实际电路中快速有效地实现冗余金属填充便成了一个关键的问题。因此，智能实现自动冗余金属填充显得极其必要。自动金属的填充一般包括两个重要步骤：第一步是版图密度均匀化，用来最小化金属密度的差异；第二步是具体的冗余金属填充实现。
现有技术中用于实现版图密度均匀化的方法有两种，其分别是线性规划和蒙特卡洛算法。这两种方法主要是通过将版图网格化之后，通过运算将每个方格的密度填到最低下限以上，从而达到满足密度的要求，但是这些方法的缺陷在于仅仅能够使得分块密度满足最低密度要求，不能够实现很好的密度均匀化，局部较大的密度差导致CMP工艺后局部厚度的不均匀性，从而造成光刻工艺聚焦的问题，可制造性将面临严峻的挑战。
发明内容
为了解决布局布线之后出现的版图上金属线密度不均匀的问题，本发明提出了一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法，其中该方法包括：
一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将版图进行网格化处理，使之形成多个等大小的分块；
依次计算每个分块的密度；
根据预设分块密度下限，将所述版图中所有分块的密度调整到所述预设分块密度下限之上；
将每个分块的密度调整到使之与周围相邻各个分块的密度差值在预设允许密度波动值范围内；
根据调整后的分块密度对所述版图进行冗余金属填充。
本发明进一步包括：步骤(2)中计算每个分块的密度是通过CMP模拟工具来计算的。
本发明进一步包括：其中步骤(3)中将版图中所有分块的密度调整到预设分块密度下限之上包括以下步骤：判断是否存在小于预设分块密度下限的分块存在；如果存在，则将该分块的密度调整为所述预设分块密度下限。
本发明进一步包括：其中步骤(4)中将每个分块的密度调整到使之与周围相邻各个分块的密度差值在预设允许密度波动值范围内的步骤包括：对于每个分块，得到与该分块的周围相邻各分块密度的最大值，根据所述最大值调整该分块的密度与其周围相邻各分块的密度差值在预设允许密度波动值范围内。
本发明进一步包括：其中根据所述最大值调整该分块的密度与其周围相邻各分块的密度差值在预设允许密度波动值范围内的步骤包括：将所述最大值与该分块密度进行比较，判断所述最大值减去该分块密度的差值是否大于预设允许密度波动值，如果是，则将当前分块密度大小调整为所述最大值减去预设允许密度波动值的差值，否则不做调整。
本发明通过将所有分割的分块密度调整到预设密度窗口下限以上，然后通过将每个分块与它周围相邻分块的密度差值限制在预设允许的密度波动范围以内，从而实现局部区域密度的均匀化，再通过当前分块的移动实现全局密度的均匀化。
附图说明
图1是本发明实施例将版图等面积网格化的示意图；
图2是本发明实施例将版图中密度小于Dl的分块的密度调整为Dl的示意图；
图3是本发明实施例局部均匀化处理之前的分块以及它周围相邻分块的密度情况示意图；
图4是本发明实施例局部均匀化处理之后的分块以及它周围相邻分块的密度情况示意图；
图5是本发明实施例用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法的流程图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做详细说明。
参见图5，本发明实施例提供了一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法，包括以下步骤：
步骤一：设定预设分块密度下限Dl，以及预设允许密度波动值ΔD；
步骤二：将版图网格化，等分为m×n个边长为a的小分块Tij(m，n均为大于1的整数，1＜＝i＜＝m，1＜＝j＜＝n)，参见图1；
步骤三：利用CMP模拟工具计算每个分块的密度，记为Dij(1＜＝i＜＝m，1＜＝j＜＝n)；
步骤四：判断是否存在密度小于预设分块密度下限Dl的分块，如果有，将此分块密度大小调整为Dl，记为Nij，参见图2；
步骤五：从版图左上方第一个分块开始，通过比较与其相邻的各分块的密度，得到当前分块的相邻分块密度最大值Dmax；(注意：对于角落处分块的相邻分块为三个，边界处分块的相邻分块为五个，中间处分块的相邻分块为八个，分别为左上，正上，右上，正右，右下，正下，左下，正左)；
步骤六：将步骤五中求出的最大值Dmax与当前分块的密度进行比较，判断最大值Dmax减去当前分块密度的差值是否大于ΔD，若大于则将当前分块密度大小调整为(Dmax-ΔD)，记为Nij，若小于或者等于则不做调整，参见图3和图4。
步骤七：重复步骤五和六，自左向右依次推进，到最右端自动跳入下一行，一直到最右下角的分块计算完毕；
步骤八：调整后的密度Nij为在对版图进行冗余金属填充过程中的将要达到的目标密度，从而保证版图的密度均匀性。
本发明实施例通过将所有分割的分块密度调整到预设密度窗口下限以上，然后通过将每个分块与它周围相邻分块的密度差值限制在预设允许的密度波动范围以内，从而实现局部区域密度的均匀化，再通过当前分块的移动实现全局密度的均匀化。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将版图进行网格化处理，使之形成多个等大小的分块；
(2)依次计算每个分块的密度；
(3)根据预设分块密度下限，将所述版图中所有分块的密度调整到所述预设分块密度下限之上;
(4)将每个分块的密度调整到使之与其周围相邻各个分块的密度差值在预设允许密度波动值范围内;
(5)根据调整后的各分块密度对所述版图进行冗余金属填充；其中，所述步骤（4）包括：对于每个分块，得到与该分块的周围相邻各分块密度的最大值，根据所述最大值调整该分块的密度与其周围相邻各分块的密度差值在预设允许密度波动值范围内；其中，所述根据所述最大值调整该分块的密度与其周围相邻各分块的密度差值在预设允许密度波动值范围内，包括将所述最大值与该分块密度进行比较，判断所述最大值减去该分块密度的差值是否大于预设允许密度波动值，如果是，则将当前分块密度大小调整为所述最大值减去预设允许密度波动值的差值，否则不做调整。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中计算每个分块的密度是通过化学机械研磨模拟工具来计算的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中将所述版图中所有分块的密度调整到所述预设分块密度下限之上的步骤包括：判断是否存在小于所述预设分块密度下限的分块；如果是，则将该分块的密度调整为所述预设分块密度下限。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910312877 CN102117348B (zh) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910312877 CN102117348B (zh) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102117348A CN102117348A (zh) | 2011-07-06 |
| CN102117348B true CN102117348B (zh) | 2013-04-03 |
Family
ID=44216118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910312877 Active CN102117348B (zh) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102117348B (zh) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102456615B (zh) * | 2011-09-23 | 2014-02-05 | 上海华力微电子有限公司 | 一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺 |
| CN102446825A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-09 | 上海华力微电子有限公司 | 一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺 |
| CN102446827A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-09 | 上海华力微电子有限公司 | 一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺 |
| CN102446826B (zh) * | 2011-09-23 | 2015-07-22 | 上海华力微电子有限公司 | 金属层冗余金属填充测试光掩模设计和应用 |
| CN102446828B (zh) * | 2011-09-23 | 2014-02-05 | 上海华力微电子有限公司 | 一种去除金属层冗余金属填充的制造工艺 |
| CN102542119B (zh) * | 2012-01-12 | 2014-01-01 | 中国科学院微电子研究所 | 冗余金属填充方法及其系统 |
| CN102855360A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-01-02 | 中国科学院微电子研究所 | 一种纳米工艺金属层版图的优化设计方法 |
| CN102930159B (zh) * | 2012-10-31 | 2016-02-10 | 中国科学院微电子研究所 | 一种冗余金属填充方法及装置 |
| CN103838887A (zh) * | 2012-11-21 | 2014-06-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 冗余金属图案形成方法 |
| CN103855044B (zh) * | 2014-03-31 | 2016-09-07 | 上海华力微电子有限公司 | 一种添加冗余图形的方法 |
| CN103902789A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 上海华力微电子有限公司 | 一种冗余图形的填充方法 |
| US9594862B2 (en) * | 2014-06-20 | 2017-03-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of fabricating an integrated circuit with non-printable dummy features |
| CN104376186B (zh) * | 2014-12-02 | 2018-01-30 | 中国科学院微电子研究所 | 一种冗余金属的填充方法及其系统 |
| CN107153719B (zh) * | 2016-03-02 | 2020-10-16 | 中国科学院微电子研究所 | 一种冗余金属填充方法的方法及系统 |
| CN108121843B (zh) * | 2016-11-30 | 2021-05-11 | 中国科学院微电子研究所 | Cmp缺陷预测方法和系统 |
| CN114220798B (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-24 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种芯片中冗余金属填充方法、芯片和半导体器件 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1264162A (zh) * | 1999-02-13 | 2000-08-23 | 国际商业机器公司 | 用于铝化学抛光的虚拟图形 |
| CN101231667A (zh) * | 2007-01-22 | 2008-07-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体制造工艺的冗余填充方法以及半导体装置 |
-
2009
- 2009-12-31 CN CN 200910312877 patent/CN102117348B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1264162A (zh) * | 1999-02-13 | 2000-08-23 | 国际商业机器公司 | 用于铝化学抛光的虚拟图形 |
| CN101231667A (zh) * | 2007-01-22 | 2008-07-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体制造工艺的冗余填充方法以及半导体装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 贾艳明等.考虑性能优化的冗余金属填充算法.《计算机辅助设计与图形学学报》.2008,第20卷(第6期),724－729. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102117348A (zh) | 2011-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102117348B (zh) | 一种用冗余金属填充实现版图密度均匀化的预处理方法 | |
| CN1897247B (zh) | 半导体元件的制造方法 | |
| CN103902789A (zh) | 一种冗余图形的填充方法 | |
| CN102130043B (zh) | 一种填充冗余金属的方法 | |
| JP2002319585A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| CN102663147A (zh) | 一种用于铜互连冗余金属图形的插入算法 | |
| CN102129169B (zh) | 一种辅助图案填充方法和装置 | |
| CN102468134A (zh) | 利用冗余图形填充来调整芯片图形密度的方法 | |
| CN102799060A (zh) | 虚设图案以及形成虚设图案的方法 | |
| Lakshminarayanan et al. | Electrical characterization of the copper CMP process and derivation of metal layout rules | |
| CN102543853A (zh) | 冗余金属填充方法和集成电路版图结构 | |
| CN102495925B (zh) | 一种实现冗余金属填充模板的方法及其系统 | |
| Shi et al. | A novel solution to improve saddle-shape warpage in 3D NAND flash memory | |
| CN108984805B (zh) | 一种改善cmp缺陷的优化方法及系统 | |
| CN102856249A (zh) | 一种降低铜的化学机械抛光形成表面蝶形凹陷的方法 | |
| CN105583718B (zh) | 一种化学机械研磨方法 | |
| US6642598B2 (en) | Semiconductor device | |
| CN102375328B (zh) | 测试光掩模板及其应用 | |
| CN109711006A (zh) | 一种冗余图形添加方法 | |
| CN102456080A (zh) | 集成电路版图中冗余金属的填充方法 | |
| US8038864B2 (en) | Method of fabricating semiconductor device, and plating apparatus | |
| US20110089569A1 (en) | Multilayer wiring, method for placing dummy wiring in multilayer wiring, semiconductor device, and semiconductor device manufacturing method | |
| Stöckgen et al. | Integration challenges for copper damascene electroplating | |
| US7745239B1 (en) | Arrangement of fill unit elements in an integrated circuit interconnect layer | |
| CN102270625A (zh) | 一种虚拟金属填充结构及带虚拟金属填充物的平面电感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |